Question

10．有一個(gè)小燈泡，銘牌上標(biāo)有“6V 3W”．求：
（1）小燈泡正常工作10分鐘將消耗多少焦耳電能？
（2）將這個(gè)小燈泡和一個(gè)電阻連接后，接在9V的電源兩端，要使小燈泡恰好正常發(fā)光．試畫(huà)出該電路圖，并求出這個(gè)電阻的阻值是多少？

Answer 1

分析 （1）知道小燈泡的銘牌（額定電壓和額定功率），小燈泡正常工作時(shí)的實(shí)際功率等于額定功率，利用W=Pt求消耗的電能；
（2）已知小燈泡的額定電壓為6V，將這個(gè)小燈泡和一個(gè)電阻連接后，接在9V的電源兩端，根據(jù)串聯(lián)分壓的特點(diǎn)，必須串聯(lián)一個(gè)電阻；
根據(jù)小燈泡的銘牌（額定電壓和額定功率），可求得小燈泡恰好正常發(fā)光時(shí)的電流，根據(jù)串聯(lián)電路的電壓規(guī)律求得電阻兩端電壓，然后利用歐姆定律可求得這個(gè)電阻的阻值．

解答 解：（1）已知小燈泡正常工作時(shí)間t=10min=10×60s，小燈泡的額定功率P=3W，
由P=$\frac{W}{t}$可得，小燈泡10分鐘消耗的電能W=Pt=3W×600s=1800J．
（2）將這個(gè)小燈泡和一個(gè)電阻連接后，接在9V的電源兩端，要使小燈泡恰好正常發(fā)光，根據(jù)串聯(lián)分壓的特點(diǎn)，可知，燈泡與電阻串聯(lián)，如圖所示：

由P=UI可得，小燈泡正常工作時(shí)通過(guò)的電流I₁=$\frac{{P}_{1}}{{U}_{1}}$=$\frac{3W}{6V}$=0.5A，
電阻兩端的電壓
U₂=U-U₁=9V-6V=3V
因電阻與燈泡串聯(lián)，故I₁=I₂=0.5A，
由I=$\frac{U}{R}$可得，串聯(lián)的電阻阻值：R=$\frac{{U}_{2}}{{I}_{2}}$=$\frac{3V}{0.5A}$=6Ω．
答：（1）小燈泡10min消耗的電能為1800J；
（2）串聯(lián)的電阻大小為6Ω．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了學(xué)生對(duì)歐姆定律、電功率公式及其變形公式、串聯(lián)電路特點(diǎn)的了解與掌握，利用好小燈泡的銘牌（額定電壓、額定功率）是本題的關(guān)鍵．